Но на самом деле ситуация немного сложнее, потому что для получения энергии требуется энергия. Для бурения нефтяных скважин требуется дизельное топливо; для создания солнечных панелей требуется электричество. Энергия, которая осталась после того, как мы стимулировали производство энергии, делает возможным все, что люди хотят и должны делать. Работу общества выполняет чистая энергия, а не валовая энергия.

До появления ископаемого топлива сельское хозяйство было нашим основным источником энергии, и средняя чистая прибыль от работы по производству энергии была минимальной. Фермеры выращивали еду для людей, которые в то время много работали вручную, а также для лошадей и волов, мускулы которых обеспечивали движущую силу для сельскохозяйственной техники и наземного транспорта с помощью повозок и повозок.

Поскольку маржа была небольшой, большинству людей приходилось трудиться на полях, чтобы производить достаточно излишков, чтобы позволить небольшому меньшинству людей жить в городах и специализироваться на декоративно-прикладном искусстве (включая государственное дело и военное дело).

Напротив, первые годы эры ископаемого топлива принесли огромную прибыль от энергии. Нефтяные бурильщики Wildcat могут вложить несколько тысяч долларов в аренду оборудования и буровых работ и, если они обнаружат «черное золото», почти в мгновение ока станут миллионерами. Если вы хотите почувствовать, на что это было похоже, посмотрите классический фильм 1940 года Бум-Таун с Кларком Гейблом и Клодетт Кольбер.1

Огромная окупаемость как энергии, так и финансовых вложений в бурение сделала революцию в области ископаемого топлива крупнейшим событием в экономической истории. Внезапно общество заполнилось избытком энергии.

Дешевая энергия плюс небольшое изобретение привели к механизации. Земледелие становилось все более механизированным (т. Е. Работающим на ископаемом топливе) занятием, что означало, что требовалось меньше полевых рабочих. Люди покидали фермы и переезжали в города, где они получали работу на сборочных линиях, производящих стремительно расширяющийся ассортимент потребительских товаров, включая трудосберегающую (т. Е. Энергоемкую) бытовую технику, такую ​​как электрические пылесосы и стиральные машины.

Бытовые машины помогли освободить женщин для участия в рабочей силе. Средний класс рос как грибы. Маленькие Генри и Генриетта, чьи бабушка и дедушка всю жизнь пахали, собирали урожай, готовили и убирали, теперь могли задуматься о карьере биологов, скульпторов, кардиологов, банкиров, концертных скрипачей, профессоров средневековой французской литературы - чего угодно!

Казалось, человеческие амбиции и устремления не знают границ.

К сожалению, с ископаемым топливом есть несколько проблем. Во-первых, оно вызывает изменение климата и тем самым омрачает перспективы цивилизованного человеческого существования на планете Земля - ​​но давайте отложим эту раздражающую мысль в сторону.

РИСУНОК 1: Пирамида объема ресурсов нефти и газа в зависимости от качества ресурсов.

Этот график иллюстрирует взаимосвязь объемов ресурсов на месте с распределением традиционных и нетрадиционных скоплений, а также общее снижение чистой энергии и возрастающую сложность добычи по мере того, как объемы увеличиваются ниже в пирамиде. Источник: Дж. Дэвид Хьюз, Drill, Baby, Drill: Нетрадиционные виды топлива открывают новую эру изобилия энергии ?, Post Carbon Institute, 2013

Другая проблема состоит в том, что эти виды топлива ограничены по количеству и разному качеству; мы добыли их по принципу низко висящих плодов, ориентируясь в первую очередь на самую дешевую нефть, уголь и природный газ самого высокого качества и оставляя на потом более низкое качество, более дорогое и труднодоступное топливо..

Полезно визуализировать этот принцип «лучший - первый» в виде диаграммы того, что геологи называют пирамидой ресурсов. Добывающие отрасли обычно начинают с вершины пирамиды и постепенно спускаются вниз. Так было в начале промышленной революции, когда шахтеры эксплуатировали только самые лучшие угольные пласты, и это верно и сегодня, когда бурильщики на нефтяном месторождении Баккен в Северной Дакоте концентрируют свои усилия на основных участках этого месторождения, где дебиты скважин самые высокие.

У нас никогда не закончится ископаемое топливо в смысле извлечения каждой последней молекулы угля, нефти или газа. Задолго до того, как мы дойдем до этой точки, мы столкнемся с ужасной двойной линией на диаграмме, обозначенной «энергия на входе равна энергии на выходе».

На этом этапе поиск, перекачка, транспортировка и переработка барреля нефти будет стоить столько же энергии, сколько дают продукты нефтепереработки при сжигании даже в наиболее эффективном двигателе (я использую нефть просто как наиболее подходящий пример; тот же принцип применяется к углю, природному газу или любому другому ископаемому топливу). По мере того, как мы приближаемся к точке безубыточности по энергии, мы можем ожидать, что нефтедобывающая промышленность потребует еще более высоких уровней инвестиций в разведку и добычу; поэтому мы можем ожидать повышения цен на готовое топливо. Кстати, Прямо сейчас именно это и происходит.

В то время как текущие показатели валовой добычи нефти в Америке кажутся радужными, с точки зрения учета энергоресурсов цифры пугающие: рентабельность энергетической прибыли быстро снижается.

Каждый год все больший процент добычи нефти в США приходится на нетрадиционные источники - в первую очередь, сланцевую нефть и глубоководную нефть2.

По сравнению с традиционной нефтью из большинства наземных вертикальных скважин, эти источники требуют гораздо более высоких капитальных вложений на добытый баррель.

В скважинах со сланцевой нефтью обычно требуется направленное бурение и гидроразрыв пласта, на которые уходит много денег и энергии (не говоря уже о воде); начальные дебиты на скважину невысоки, а добыча с каждой скважины имеет тенденцию к быстрому снижению. Следовательно, необходимо постоянно бурить больше скважин, чтобы поддерживать постоянный дебит. Это было названо синдромом «Красной Королевы» из «Зазеркалья» Льюиса Кэрролла.

По сюжету вымышленная Красная Королева бежит на максимальной скорости, но никуда не добирается; она объясняет Алисе: «Чтобы оставаться на одном месте, нужно как можно быстрее бежать».

Точно так же скоро потребуется все бурение, которое может осилить отрасль, только для того, чтобы поддерживать стабильную добычу на месторождениях гидроразрыва. Но плато долго не протянет; по мере того, как лучшие районы бурения становятся насыщенными скважинами, а компании вынуждены приближаться к периферии топливных геологических формаций, затраты будут расти, а добыча упадет. Когда именно начнется спад?

Вероятно, до конца этого десятилетия.

Добыча на глубоководных участках также обходится дорого: она связана с работой на огромных морских глубинах на гигантских буровых и эксплуатационных установках4. Как обнаружила BP в 2010 году в Мексиканском заливе, это также сопряжено с экологическими и финансовыми рисками.

Битуминозные пески Канады требуют специальной энергоемкой обработки для получения годного к употреблению топлива. Если цены на нефть не останутся на текущих стратосферных уровнях, значительное расширение операций с битуминозными песками может оказаться нерентабельным.

Америка все чаще обращается к нетрадиционной нефти, потому что традиционные источники нефти иссякают. В Соединенных Штатах начался нефтяной бизнес, и за последние полтора века здесь было пробурено больше нефтяных скважин, чем в остальных 24 странах мира вместе взятых. С точки зрения нашей диаграммы пирамиды ресурсов, Соединенные Штаты просверлили верхний треугольник «традиционных ресурсов» до толстой пунктирной линии, обозначенной «цена / технологический предел».